Астрономы изучают гигантские галактики с низкой яркостью поверхности

Гигантские галактики с низкой поверхностной яркостью (gLSBG) представляют собой подмножество, массы которых сопоставимы с массами Млечного Пути, но их радиусы в десять раз больше, целых четыреста тысяч световых лет.

Гигантская галактика Малин 1 с низкой поверхностной яркостью, полученная прибором Megacam на телескопе Magellan / Clay 6.5 м. Гаспар Галаз и др., 2015 ApJ 815 L29

Эти gLSBG поднимают проблему для астрономов: несмотря на свою массивность, галактические диски (кинематически говоря) относительно неактивны.

Обычная парадигма формирования галактик большой массы предполагает, что они возникают в результате слияния галактик — процесса, который приводит в движение диск и должен сделать его кинематически активным. Более того, большинство gLSBG обнаружены без каких-либо других галактик в их окрестностях, что позволяет предположить, что столкновения, вероятно, не были важны для их образования.

Вопрос о том, как формируются gLSBG, является предметом активных дискуссий.

Были предложены две популярные модели. В первом, некатастрофическом сценарии, медленная аккреция газа на галактику приводит к ее росту. В качестве альтернативы, катастрофическому сценарию, событие слияния действительно произошло в прошлом; Основное преимущество этой модели состоит в том, что она вписывается в современные рамки формирования галактик.

Астроном CfA Игорь Чилингарян и его коллеги завершили чувствительные оптические наблюдения семи gLSBG, сняв спектры по полному диаметру этих слабых гигантских систем и объединив их результаты с архивными оптическими и радиоизмерениями излучения атомарного водорода.

Астрономы использовали большой набор данных для проверки этих двух сценариев; они также рассмотрели третий вариант, в котором галактики образуются внутри необычно мелкого гало темной материи и его гравитационного воздействия. (Считается, что все галактики имеют ореолы из темной материи; гало Млечного Пути содержит в десять раз больше массы, чем звезды.)

Они пришли к выводу, что все три сценария работают, но в разных ситуациях. Для большей части их выборки наиболее вероятным процессом было образование путем роста путем постепенной аккреции после первоначального образования галактик.

Для остальных gLSBG сценарий крупного слияния лучше объяснил наблюдения, хотя в некоторых случаях они обнаружили, что разреженный ореол темной материи также может играть роль.

Ученые также обнаружили, что по крайней мере шесть из их семи gLSBG содержат активные галактические ядра (AGN), однако их сверхмассивные ядра черных дыр намного менее массивны, чем ядра в обычных галактиках аналогичной массы, что подразумевает слияния, даже если они участвовали в формирование gLSBG, должно быть, было сравнительно скромным.

Эдди Гонсалес-младший MessageToEagle.com